旋液流態(tài)化防垢機(jī)理研究.pdf

1、化工生產(chǎn)中，由于多方面原因換熱設(shè)備不可避免的出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象。污垢造成了能耗、物耗的增加等，直接帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失，有效的設(shè)備清洗方法成為學(xué)者們不斷探索的課題。
　　在綜合分析了國(guó)內(nèi)外對(duì)污垢的對(duì)策與方法基礎(chǔ)上，提出了針對(duì)結(jié)晶垢的旋液流態(tài)化技術(shù)。其技術(shù)原理是球粒在旋液流的推動(dòng)下進(jìn)行快速滾動(dòng)為主低速滑移為輔的運(yùn)動(dòng)。球粒的高速滾動(dòng)破壞了邊界層附近的溫度場(chǎng)，減慢了溶液在管壁的結(jié)晶速度，起到抑垢的效果。低速滑移則使球粒不斷地刮洗壁面，從而有效及

2、時(shí)地將已生成的結(jié)晶污垢清除。
　　對(duì)球粒受力進(jìn)行一系列的簡(jiǎn)化與假設(shè)后，建立流態(tài)化球粒的動(dòng)力學(xué)模型。通過(guò)分析球粒受到的流體與管壁的力和力矩，得出：當(dāng)流速較小時(shí)，球粒會(huì)首先克服滾動(dòng)摩擦阻力矩滾動(dòng)起來(lái)，最終由于流體粘性摩擦阻力超過(guò)不斷減小的滑動(dòng)摩擦力，球粒開(kāi)始滑移，進(jìn)入滾動(dòng)滑移的復(fù)合運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；流速較大時(shí)，由于流體粘性阻力較大，球粒直接克服滑動(dòng)摩擦力，進(jìn)行滾動(dòng)滑移運(yùn)動(dòng)。
　　采用示蹤法對(duì)內(nèi)插鋼絲螺旋的螺旋運(yùn)動(dòng)流體的運(yùn)軌跡進(jìn)行了試驗(yàn)研

3、究，得知粒子在鋼絲螺旋的導(dǎo)流作用下進(jìn)行螺旋運(yùn)動(dòng)，并且運(yùn)動(dòng)螺旋受流速與粒徑的影響；設(shè)計(jì)試驗(yàn)對(duì)不同粒徑球粒在粗糙度不同的管中進(jìn)行的螺旋流運(yùn)動(dòng)速度及轉(zhuǎn)速進(jìn)行分析，得出Φ3mm粒徑球在流速超過(guò)0.60m/s時(shí)，轉(zhuǎn)速高達(dá)2300n/min以上，而滑移僅占3.4％，表明球粒確是以高速滾動(dòng)為主，低速滑移為輔的。
　　在上述理論與試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，采用氯化銨鹽溶液對(duì)旋液流態(tài)化的防垢效果進(jìn)行模擬。得出旋液流態(tài)化條件下的傳熱系數(shù)始終穩(wěn)定地保持在100